Fe^(2+)/Mn^(2+)活化亚硫酸盐降解盐酸土霉素的机理研究

盐酸土霉素常被用于治疗畜禽疾病,但是它不能被畜禽完全代谢,残留的盐酸土霉素进入水体危害水环境的健康。铁锰作为常见的过渡金属,通常以二价态活化亚硫酸盐来降解有机污染物,反应条件温和、操作简单,但是单独的二价铁与二价锰氧化还原电势低,活化亚硫酸盐效果较差。本研究采用Fe^(2+)/Mn^(2+)共活化Na_(2)SO_(3)降解水中的盐酸土霉素,考察药剂用量、pH、溶解氧、氯离子、碳酸根及腐殖酸对Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)体系降解盐酸土霉素的影响;通过焦磷酸盐实验、自由基淬灭实验和EPR实验分析Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)体系中的活性物种;利用紫外可见光谱、傅里叶红外光谱、气相色谱-质谱联用仪识别盐酸土霉素的官能团及其降解中间产物的变化,推断盐酸土霉素的降解途径。结果表明:当Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)浓度比为1∶4∶20(浓度分别为0.1、0.4和2 mmol/L)时,在反应45 min、pH为9.0条件下,盐酸土霉素的去除率和矿化率最高,分别达到94%和49%。随着溶解氧从9 mg/L下降至1.89 mg/L,盐酸土霉素去除率从94%下降至17%;氯离子、腐殖酸和碳酸根均对盐酸土霉素的降解产生抑制作用。Mn(Ⅲ)和SO_(4)·^(-)是降解盐酸土霉素的主要活性氧化剂,盐酸土霉素的降解经过电子转移、开环与酰基化等过程。

赤泥复合颗粒对Fe^(2+)和Mn^(2+)的吸附-聚沉性能

针对煤矿酸性废水中存在大量Fe^(2+)、Mn^(2+)和H+的污染问题,采用赤泥复合颗粒、脱碱复合颗粒及单独加碱对含Fe^(2+)和Mn^(2+)的煤矿酸性废水进行对比处理试验研究,并探讨了复合颗粒对Fe^(2+)和Mn^(2+)的去除机理。结果表明,赤泥复合颗粒释放总碱度为186.68 mg/g(以Ca CO3计),具有较强的p H值提升能力;复合颗粒通过吸附、沉淀、聚沉协同作用去除Fe^(2+)和Mn^(2+),且以沉淀作用为主,投加量为2 g/L时的去除率分别为83.26%和67.27%;复合颗粒对Fe^(2+)和Mn^(2+)的吸附均符合Freundlich吸附等温方程,倾向于多分子层吸附;赤泥复合颗粒既能降低酸度,又能吸附重金属离子,可作为处理含Fe^(2+)、Mn^(2+)煤矿酸性废水的优良吸附材料。

空气氧化除Fe^(2+)理论与生物除Fe^(2+)除Mn^(2+)工艺技术研究(Ⅰ)

水质工程界认为MnO_2或Mn_3O_4是Mn^(2+)接触氧化的催化剂,但国内外除Fe^(2+)除Mn^(2+)水厂的出厂水中Mn^(2+)含量却一直达不到水质标准。通过滤柱模型试验和水厂的生产试验证实了曝气-过滤的除Mn^(2+)过程是生物的催化氧化作用的结果。随着除Mn^(2+)滤层中以除Mn^(2+)菌为核心的生物群系的增殖,Mn^(2+)的去除效率不断增强。在成熟滤层中每毫升湿砂上存在着不少于n×10~5～n×10~6个具有除Mn^(2+)能力的细菌。成熟砂和未成熟砂经高压灭菌后,仍然具有除Mn^(2+)能力,但经含Mn^(2+)溶液浸泡60h后,就丧失了除Mn^(2+)能力,灭菌后短暂的除Mn^(2+)能力是滤砂表面吸附容量再生了的结果。以此确立了生物固Mn^(2+)除Mn^(2+)机理。

空气氧化除Fe^(2+)机理与生物除Fe^(2+)除Mn^(2+)工艺技术研究(Ⅱ)

在生物固Mn2+除Mn2+理论的指导下,通过滤柱装置试验,探求生物滤层中Fe2+、Mn2+的氧化动态.得出Mn2+的氧化虽然迟后于Fe2+的氧化,但Fe2+、Mn2+的氧化带并无明显界限.Fe2+虽然在无菌滤层中就可以完全氧化,但在生物滤层中Fe2+参与了除Mn2+菌的代谢,在维系生物滤层的稳定上是不可缺少的. Fe2+、Mn2+可以在同一滤层中得以去除.由此开发了一级过滤除Fe2+除Mn2+的简缩工艺流程和一系列配套的工艺技术,并应用于大型除Fe2+除Mn2+水厂的设计与运行.投产2a来,出水ρ(Mn2+)小于0.05mg/L,总铁为痕量,均优于国家饮用水标准,达到了预期目的.

氟喹诺酮类抗菌药物与过渡金属离子Cr^(3+),Mn^(2+) 和Fe^(3+)形成配合物配位位置的研究

通过 1D1 HNMR ,1 3CNMR和1 H自旋 晶格弛豫时间T1 对氟喹诺酮类抗菌药物与过渡金属离子Cr3+,Mn2 +和Fe3+形成配合物的位置进行了研究 ,合成了固体配合物 ,对其进行了元素分析 .实验结果表明过渡金属离子Cr3+,Mn2 +和Fe3+与氟喹诺酮类抗菌药物形成 1∶2的配合物 。

赤泥复合颗粒去除Fe^(2+)、Mn^(2+)的最佳制备条件探究

利用赤泥、粘结剂、造孔剂,生产配比为94∶1∶5的赤泥复合颗粒,最佳预热温度为400℃,预热时间30 min,焙烧温度为700℃,焙烧时间为20 min。此条件下生产的赤泥复合颗粒散失率低,在p H值为3~4时,去除酸性矿山废水Fe2+、Mn2+效果明显,去除量可达9.17 mg/g和9.85 mg/g。

MnO_(2)/TiO_(2)改性沸石去除矿井水中Fe^(2+)和Mn^(2+)的试验研究

针对矿井水中Fe^(2+)、Mn^(2+)浓度超标及处理效果不稳定等问题,通过溶胶-凝胶法将纳米MnO_(2)和纳米TiO_(2)负载于天然斜发沸石表面制备出MnO_(2)/TiO_(2)改性沸石滤料,并分析了沸石改性前后的微观形貌和孔隙结构.采用单因素动态吸附试验和Thomas模型拟合探究了MnO_(2)/TiO_(2)改性沸石对模拟矿井水水样中Fe^(2+)、Mn^(2+)的去除效果及机理,并考察水流速度、滤层厚度、溶液pH及硬度对去除效果的影响.结果表明:较天然沸石而言,MnO_(2)/TiO_(2)改性沸石的比表面积、孔径、孔体积和阳离子交换量明显增大.当水流速度为7 m/h、进水pH为9.5、水质硬度为350 mg/L、滤层厚度为110 cm时,改性沸石对Fe^(2+)、Mn^(2+)的最大吸附量分别为44.810、6.549 mg/g,且Thomas模型能较好地拟合改性沸石对Fe^(2+)、Mn^(2+)的吸附动力学特征.反冲洗试验结果表明,反冲洗强度为13 L/(m^(2)·s),反冲洗时间大于7 min时,改性沸石的再生效果良好,可重复使用.研究显示,本文制备的MnO_(2)/TiO_(2)改性沸石吸附滤料可为同步去除矿井水中Fe^(2+)、Mn^(2+)污染提供一种解决办法.

ZnS∶Mn^(2+)与ZnS∶Fe^(3+)体系的基态零场分裂理论研究

在ZnS晶体中掺入Mn2 + 或Fe3 + 离子的EPR谱已得到了广泛的研究 .然而 ,理论结果显示其EPR零场分裂的计算值远小于实验观察值 ,这一理论与实验的矛盾至今仍未得到满意的解决 .假定在四面体ZnS中 ,S原子在成键时采取了sp3 杂化轨道的形式 ,从而使S离子显示出正的有效电荷 .从这一观点出发 ,通过对角化三角场中的微扰能量矩阵 ,使得ZnS∶Mn2 + 和ZnS∶Fe3 + 体系的EPR零场分裂参量α ,D和 (a -F)的实验值都能得到满意的解释 .

MgTiO_3:Fe^(3+)(Mn^(2+))的EPR参量D与局域结构的研究

用晶体场理论研究了MgTiO3:Fe3+(Mn2+)的EPR参量D和掺杂晶体局域结构间的内在联系,计算值与实验值符合好.结果表明,掺杂后,MgTiO3:Fe3+和MgTiO3:Mn2+局域结构的畸变均趋向Oh对称,且MgTiO3:Fe3+的畸变程度大于MgTiO3:Mn2+.

Mn^2+/Fe^2+和SO3^2-/Fe^2+均相体系光降解罗丹明B研究

通过构建Mn^2+/Fe^2+和SO3^2-/Fe^2+两种均相光催化体系,并以罗丹明B(RhB)为模拟污染物评价它们的光催化性能。结果表明,SO3^2-的存在会抑制催化体系的催化氧化活性,SO3^2-/Fe^2+体系的速率常数(0.0203min-1)仅为UV/Fe^2+体系(0.0681min-1)的29.81%;而Mn^2+/Fe^2+体系表现出优异的氧化活性,且当溶液pH=4.0,Fe^2+和Mn^2+浓度分别为0.5mmol/L和0.03mmol/L时,RhB降解率达到100%,速率常数为0.1207min-1。此外,清除剂实验表明,Mn^2+/Fe^2+体系活性物质主要为·OH。

Fe2+/Fe3+和Mn2+对低氧曝气过程总氮去除与转化途径的影响

为短期快速实现实际生活污水自养脱氮,采用含有厌氧氨氧化菌的实际污水处理厂活性污泥,针对Fe^2+/Fe^3+和Mn^2+对低氧曝气过程中氮的去除效果进行了研究,分析确定了氮素转化的途径。研究结果表明,Fe^2+/Fe^3+和Mn^2+均可提高活性污泥中厌氧氨氧化菌(AnAOB)丰度,但由于Fe^2+/Fe^3+对氨氧化菌(AOB)也存在一定抑制作用,因此,短期投加Fe^2+/Fe^3+条件下,低氧曝气过程中总无机氮去除率为25%,但投加Mn^2+条件下总无机氮去除率可达44%。通过氮素平衡分析,发现投加Fe^2+/Fe^3+条件下,氮素主要通过反硝化作用去除;而投加Mn^2+条件下,氮素主要通过厌氧氨氧化(anammox)作用去除。因此,传统活性污泥可通过短期投加Mn^2+增强厌氧氨氧化活性,促进低氧曝气过程中氮的去除,利于快速实现一体化自养脱氮。

ZnO晶体中Mn^(2+)与Fe^(3+)杂质中心的缺陷结构研究

用建立在强场图像和自旋 轨道耦合机理的高阶微扰公式研究了ZnO晶体中Mn2 +和Fe3 +杂质中心的零场分裂 .研究发现 :Mn2 +和Fe3 +离子不能占据准确的Zn2 +位置 ,而是沿c3 轴方向各自位移一段距离ΔR .这些位移及与此相关的缺陷结构也为Newman叠加模型所证实 .

ZnS:Mn^(2+)(1%)Fe^(2+)(x%)纳米线的制备及光学性质研究

利用溶剂热法制备纤锌矿结构ZnS:Mn2+(1%)Fe2+(x%)纳米线.实验结果表明:Fe2+离子和Mn2+离子均取代了Zn2+离子的位置掺入到ZnS的晶格中,且Fe2+离子在ZnS:Mn2+(1%)纳米线中的最大掺杂浓度为15%.ZnS:Mn2+(1%)Fe2+(x%)纳米线的光学性质表明,纳米线具有来自于Mn2+离子4T1-6A1的发射峰,且随着Fe2+离子掺杂浓度的增加其发光强度降低.

Fe^2＋／Mn^2＋／H2O2体系对含茜素红染料废水的脱色与降解处理

本义研究了过氧化氯在铁、锰两种金属离了共同作用下的催化体系对含有茜素红染料废水的脱色和降解作用。结果表明：Fe^2+／Mn^2+／H2O2体系在pH=5～6时对该染料废水的脱色和降解作用明显，脱色率和降解率均达到80％以上，COD去除率大于70％。处理后的废水值接近中性，可以直接排放。

铁锰微量元素对淡水藻类的生长影响研究

以北京市玉渊潭湖自然水体中的藻类为研究对象,分析了Fe3+,Mn2+对藻类生长的影响.结果表明,Fe3+能极大地促进藻类对N,P的吸收,使藻类成倍的增殖,各质量浓度(ρ)表现的促进作用强弱顺序为500,50,5,5 000μg.L-1;在营养充分时,Fe3+可能会成为诱发水华的主要因素.Mn2+对藻类生长的促进作用低于Fe3+,试验结果表明,最适ρ(Mn2+)为50μg.L-1,当ρ(Mn2+)=40 000μg.L-1时,藻类的生长受到抑制.

草酸盐法测定锰矿石中有效氧的误差分析

草酸盐法是测定锰矿石有效氧的常用方法之一,易产生系统误差。在分析产生误差的原因及影响因素的基础上,测定酸度、Mn2+浓度、加热时间、光照时间、Fe3+阻滞剂和隔绝空气等因素对草酸盐容量法测定有效氧的影响。实验结果表明:Mn2+是其产生误差的主要因素。通过对比实验,改进后的草酸盐法优于经典草酸盐法,与亚铁法测定结果一致,能有效地减少因Mn2+的催化作用而造成测定结果偏高的倾向。该实验方法的重现性好,测定结果准确。

5-Br-PADAP显色剂分光光度法测定原油中的铜

在非离子表面活性剂TritonX - 10 0存在下,铜(Ⅱ)与5 -Br-PADAP发生反应,生成稳定的紫红色络合物,用分光光度法测定其吸光度,最大吸收波长位于5 5 8nm处,铜含量在0～14 μg 2 5mL范围内服从比尔定律,摩尔吸收系数ε=1.0 2×10 5L·mol- 1 ·cm- 1 ,以六偏磷酸钠和三乙醇胺作为联合掩蔽剂消除了Ni2 + 、Mn2 + 、Fe3+ 、V5+ 、Ti4 + 、Mg2 + 、Al3+ 等干扰离子的影响。人工合成样的回收率在99.2 9%～10 1.0 2 %之间,相对标准偏差≤0 .6 4 %。使用该方法测定辽河原油和沙特渣油中铜的含量,其RSD分别为4 2 %和4 9% ,加标平均回收率分别为10 0 5 9%和98 92 % ,实验结果表明,方法灵敏度、准确度高,选择性好,简便快速,结果令人满意。

铁、锰对微囊藻生长及产毒的影响

通过研究Fe3+和Mn2+对微囊藻生长和产毒影响得到,Fe3+含量为1～6mg/L时,适于微囊藻的生长,6mg/L时,MC-LR产量最多;微囊藻在Mn2+含量为0.055～0.55mg/L时,长势较好,在0.055mg/L时MC-LR产量最高,其他条件的产毒量差异不大。Fe3+和Mn2+影响微囊藻生长的总的趋势是低质量浓度促进,高质量浓度抑制。

微波高压消解-火焰原子吸收分光光度法测定痕量铜、锌、铁和锰

本文提出微波高压消解-火焰原子吸收光谱法(AG-FAAS)测定食用菌中痕量铜、锌、铁和锰的方法.该方法检出限Cu2+、Zn2+、Mn2+为:1.0×10-9g/mL和Fe3+为:5.0×10-9g/mL.Mn2+、Fe3+Cu2+和Zn2+的含量分别在0.250～4.000、0.500～2.500、0.100～0.500和0.300～1.500μg/mL范围内符合比尔定律,相关系数为0.9997～0.9999.此法用于茶树菇、香菇中铜、锌、铁和锰含量的测定,结果令人满意.